DE60207037T2 - Rack and pinion steering for motor vehicle - Google Patents

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Lenksysteme für Kraftfahrzeuge. Sie betrifft im besonderen Lenkungen mit Zahnstange, mit einem Lenkungsritzel, das mit der Zahnstange in Eingriff steht, einem Ritzel-Endstück, welches das Ritzel nach außen hin verlängert, und einer Eingangswelle, die wiederum mit einer Lenksäule verbunden ist. Noch spezieller befaßt sich die Erfindung mit einer Vorrichtung, die bei dieser Art von Lenkung einen Ausgleich zwischen den Luftdrücken innerhalb und außerhalb der Lenkung gewährleistet. Die vorliegende Erfindung findet insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, bei einer manuellen Zahnstangenlenkung Anwendung.The The present invention relates generally to steering systems for motor vehicles. It particularly relates to steering with rack, with a steering pinion, which is engaged with the rack, a pinion end piece, which the pinion to the outside extended, and an input shaft, which in turn is connected to a steering column is. More specifically dealt with the invention with a device that in this type of Steering a balance between the air pressures inside and outside the steering guaranteed. The present invention is particularly, but not exclusively, included a manual rack and pinion steering application.

Eine Zahnstangenlenkung eines Kraftfahrzeugs ist üblicherweise vollständig dicht ausgeführt, um jeglichen unerwünschten Eintritt von Wasser oder Feuchtigkeit oder anderen Elementen von außem ins Innere der Lenkung zu verhindern.A Rack and pinion steering of a motor vehicle is usually completely sealed executed to any unwanted Entry of water or moisture or other elements of Außem to prevent the interior of the steering.

Dies bereitet jedoch Probleme bei Überdruck oder Unterdruck in der Lenkung in Abhängigkeit von einem Ansteigen oder Absinken der Umgebungstemperatur, wobei der Überdruck oder Unterdruck zu einer übermäßigen Verformung der um die Enden der Zahnstange angeordneten Faltenbälge der Lenkung mit der Folge einer Verschlechterung oder Zerstörung dieser Faltenbälge führt.This However, there are problems with overpressure or Negative pressure in the steering depending on from an increase or decrease in ambient temperature, wherein the overpressure or negative pressure to excessive deformation the arranged around the ends of the rack bellows of the Steering with the consequence of deterioration or destruction of these bellows leads.

Insbesondere können abrupte Änderungen der Umgebungstemperatur katastrophale Auswirkungen auf die Faltenbälge haben, und um diese Auswirkungen zu verhindern, ist es angemessen, die Lenkung "atmungsfähig" auszuführen, d.h. eine Zirkulation von Luft zwischen dem Inneren der Lenkung und ihrer Außenseite herzustellen.Especially can abrupt changes in the Ambient temperature have catastrophic effects on the bellows, and to prevent these effects, it is appropriate that Steering "breathable", i. a circulation of air between the interior of the steering and its outside manufacture.

Zu diesem Zweck wurde bereits ins Auge gefaßt, Lenkungen mit "atmenden" Faltenbälgen zu verwirklichen, die den Eintritt bzw. Austritt von Luft ermöglichen. Diese Lösung erfordert jedoch eine spezielle und somit komplizierte und kostspielige Herstellung der Faltenbälge selbst. In dieser Hinsicht wird auf die Veröffentlichungen US-A-3 927 576 und FR-A-2 792 273 verwiesen.To For this purpose it was already envisaged to use steering systems with "breathing" bellows realize that allow the entry or exit of air. This solution However, it requires a special and thus complicated and expensive Production of bellows itself. In this regard, see publications US-A-3,927,576 and FR-A-2 792 273.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Zahnstangenlenkung mit einer Vorrichtung für einen Ausgleich zwischen den Drücken innerhalb und außerhalb der Lenkung anzugeben, um Verformungen und Verschlechterungen der Faltenbälge zu vermeiden, wobei diese Vorrichtung durch eine insbesondere einfache und wirtschaftliche Adaptation eines mechanischen Organs der Lenkung erhalten werden soll.The The present invention has the object, a rack and pinion steering with a device for a Balance between the pressures inside and outside to indicate the deformation and deterioration of the steering bellows to avoid this device by a particularly simple and economic adaptation of a mechanical organ of the steering to be obtained.

Zu diesem Zweck hat die Erfindung eine Zahnstangenlenkung eines Kraftfahrzeugs zum Gegenstand, mit einem Lenkungsritzel, das mit der Zahnstange in Eingriff steht, und einem Ritzel-Endstück, welches das Ritzel nach außen hin verlängert, wobei diese Lenkung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens eine Verbindungsleitung derart in dem Lenkungsritzel und/oder in dem das Ritzel verlängernden Ritzel-Endstück vorgesehen ist, daß eine Verbindung geschaffen wird, welche eine Zirkulation von Luft zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Lenkung ermöglicht.To For this purpose, the invention has a rack and pinion steering of a motor vehicle on the subject, with a steering pinion, with the rack is engaged, and a pinion tail, which the pinion after Outside extended, where this steering is essentially characterized in that at least a connecting line such in the steering pinion and / or in which extend the pinion Pinion Tail it is provided that a Connection is created, which is a circulation of air between the inside and the outside of the Steering possible.

Die erfinderische Idee besteht somit darin, in dem Lenkungsritzel und/oder in einem Teil, das mit diesem Ritzel einstückig ausgebildet ist (und zur Außenseite der Lenkung vorsteht), eine Leitung vorzusehen, welche das Innere der Lenkung mit der Außenseite in Verbindung setzt. Die Zahnstangenlenkung wird somit auf eine einfache, zuverlässige und wirtschaftliche Weise "atmungsfähig" gemacht.The inventive idea is thus in the steering pinion and / or in a part that is integrally formed with this pinion (and the outside projecting the steering) to provide a conduit which the interior the steering with the outside communicates. The rack and pinion steering is thus on a simple, reliable and economic way "breathable" made.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Verbindungsleitung im wesentlichen entlang der Achse des Lenkungsritzels vorgesehen, wobei diese axiale Leitung am äußeren Ende des Ritzel-Endstücks mündet und des weiteren über mindestens einen radialen Durchbruch im Inneren der Lenkung mündet.According to one embodiment the invention, the connecting line is substantially along provided the axis of the steering pinion, said axial line at the outer end of the pinion tail ends and further over opens at least one radial opening in the interior of the steering.

Bei einer Variante ist die Verbindungsleitung entlang der Achse des Lenkungsritzels vorgesehen und durchsetzt die aus dem Ritzel und dem Ritzel-Endstück gebildete Einheit teilweise. Man vermeidet somit die gegebenenfalls vorhandenen Einschränkungen, die aus einem radialen Durchbruch resultieren.at a variant is the connecting line along the axis of Steering pinion provided and interspersed from the pinion and the pinion tail partially formed unit. One avoids thus if necessary existing restrictions, which result from a radial breakthrough.

Bei besonders einfachen Ausführungsformen mündet die Verbindungsleitung frei auf der Außenseite des Ritzel-Endstücks.at particularly simple embodiments ends the connecting line freely on the outside of the pinion end piece.

Um dennoch jeglichen Eintritt von Wasser oder Feuchtigkeit in die Lenkung zu verhindern, insbesondere im Fall von verspritztem oder versprühtem Wasser, kann die in dem Lenkungsritzel und/oder in dem Ritzel-Endstück vorgesehene Verbindungsleitung ein Verschlußelement aufnehmen, das zumindest teilweise aus einem luftdurchlässigen, aber wasserabweisenden Material hergestellt ist.Around Nevertheless, any entry of water or moisture into the steering in particular in the case of sprayed or sprayed water, may be provided in the steering pinion and / or in the pinion end piece Connecting line a closure element at least partially made of an air-permeable, but water repellent material is made.

Ein solches Verschlußelement kann insbesondere die Form eines Plättchens oder eines Stopfens aus einem porösen luftdurchlässigen, aber wasserabweisenden Material besitzen. In vorteilhafter Weise ist das Plättchen oder der Stopfen aus einem porösen Material in einer Verbreiterung der Verbindungsleitung vorgesehen, welche auf der Höhe der Mündung der Leitung am äußeren Ende des Ritzel-Endstücks vorgesehen ist.One such closure element may in particular be in the form of a small plate or a plug from a porous one air-permeable, but have water repellent material. In an advantageous way is the tile or the plug of a porous Material provided in a widening of the connecting line, which at the height the estuary the line at the outer end of the pinion tail is provided.

Ein noch besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich unter Zuhilfenahme der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische Zeichnung, welche beispielhaft eine Ausführungsform dieser Zahnstangenlenkung für ein Kraftfahrzeug darstellt.One even better understanding The invention results with the aid of the following description with reference to the attached schematic drawing, which exemplifies an embodiment this rack and pinion steering for represents a motor vehicle.

1 ist eine allgemeine Außenansicht einer erfindungsgemäßen Zahnstangenlenkung; 1 is a general external view of a rack and pinion steering system according to the invention;

2 ist eine Teilansicht der Lenkung in 1, welche das Ritzel dieser Lenkung mit seinen Gestaltungsmerkmalen zeigt; 2 is a partial view of the steering in 1 showing the pinion of this steering with its design features;

3 stellt im vergrößerten Maßstab ein Detail des Ritzel-Endstücks der Lenkung gemäß 2 dar. 3 provides on an enlarged scale a detail of the pinion end of the steering according to 2 represents.

1 stellt von außen eine Zahnstangenlenkung dar, die ein rohrförmiges zentrales Gehäuse 2 aufweist, in dem eine Zahnstange 3 gleitverschieblich montiert ist. Das rechte und das linke Ende der Zahnstange 3, die sich außerhalb des Gehäuses 2 befinden, sind mit Spurhebeln 4 gekoppelt. Zwei Faltenbälge 5, die jeweils mit einem der beiden Enden des Gehäuses 2 verbunden sind, bedecken und schützen die Endbereiche der Zahnstange 3. 1 represents from the outside a rack and pinion steering, which is a tubular central housing 2 in which a rack 3 is slidably mounted. The right and left ends of the rack 3 that are outside the case 2 are located with latches 4 coupled. Two bellows 5 , each with one of the two ends of the housing 2 are connected, cover and protect the end portions of the rack 3 ,

Die Zahnstange 3 steht mit einem Lenkungsritzel 6 (vgl. auch 2) in Eingriff, das wiederum mit einer Lenksäule mit einem nicht dargestellten Lenkrad drehfest verbunden ist.The rack 3 stands with a steering pinion 6 (see also 2 ) in engagement, which in turn is rotatably connected to a steering column with a steering wheel, not shown.

Gemäß der Darstellung in 2 ist das eigentliche Lenkungsritzel 6 in Axialrichtung mit einem Ritzel-Endstück 7 verlängert, das eine Lippendichtung 8 durchsetzt, welche die Dichtigkeit gegenüber dem Gehäuse 2 gewährleistet. Hierdurch ist das Ritzel-Endstück 7 bis außerhalb des Gehäuses 2 verlängert.As shown in 2 is the actual steering pinion 6 in the axial direction with a pinion end piece 7 extended, that is a lip seal 8th interspersed, which the tightness against the housing 2 guaranteed. This is the pinion tail 7 outside the case 2 extended.

Ein Sackloch 9 ist im Ritzel-Endstück 7 entlang der Achse A des Lenkungsritzels 6, ausgehend von dem äußeren Ende des Ritzel-Endstücks 7, eingearbeitet. Ein im Ritzel-Endstück 7 vorgesehener radialer Durchbruch 10 setzt den Bodenbereich der axialen Bohrung 9 mit der seitlichen Oberfläche des Ritzel-Endstücks 7 in Verbindung.A blind hole 9 is in the pinion tail 7 along the axis A of the steering pinion 6 , starting from the outer end of the pinion end piece 7 , incorporated. One in the pinion tail 7 provided radial breakthrough 10 sets the bottom area of the axial bore 9 with the lateral surface of the pinion tail 7 in connection.

Somit stellt die durch den radialen Durchbruch 10 ergänzte axiale Bohrung 9 eine Verbindungsleitung dar, die eine Zirkulation von Luft zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Lenkung zuläßt.Thus, by the radial breakthrough 10 supplemented axial bore 9 a connecting line, which allows a circulation of air between the interior and the exterior of the steering.

Wie besonders unter Bezugnahme auf die 3 ersichtlich, kann die axiale Bohrung 9 auf der Höhe ihrer Mündung am äußeren Ende des Ritzel-Endstücks 7 eine Verbreiterung 11 aufweisen. Ein Stopfen 12 ist in der Verbreiterung 11 angeordnet, wobei der Stopfen 12 aus einem luftdurchlässigen, aber wasserabweisenden Material hergestellt ist, bei dem es sich um ein poröses fluoriertes Polymerharz, wie es unter der Bezeichnung "PERMEON" (eingetragene Marke) vertrieben wird, oder um jegliches gleichwertige Material handeln kann.As especially with reference to the 3 can be seen, the axial bore 9 at the level of its mouth at the outer end of the pinion tail 7 a broadening 11 exhibit. A stopper 12 is in the broadening 11 arranged, with the stopper 12 is made of an air-permeable but water-repellent material which may be a porous fluorinated polymeric resin as sold under the name "PERMEON" (registered trademark) or any equivalent material.

Die Lenkung ist somit "atmungsfähig" ausgeführt, d.h. eine Luftzirkulation zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Lenkung wird durch die Verbindungsleitung 9, 10 ermöglicht, und wenn auch die üblicherweise zwischen den beiden Faltenbälgen 5 vorhandene Verbindung genutzt wird, so bleibt diese Lenkung dennoch dicht gegen Wasser und gegen feste Teilchen aufgrund des Stopfens 12, der es dieser Lenkung insbesondere ermöglicht, verspritztem Wasser zu widerstehen, wie es unter 13 angedeutet ist.The steering is thus "breathable" designed, ie an air circulation between the inside and the outside of the steering is through the connecting line 9 . 10 allows, and although usually between the two bellows 5 existing connection is used, so this steering still remains tight against water and solid particles due to the plug 12 In particular, this steering allows it to withstand splashed water, as it does 13 is indicated.

Im Falle einer Lenkung, die auf besonders wirtschaftliche Weise ausgeführt werden soll und bei der sich das Ende des Ritzel-Endstücks 7 in einer gegen Feuchtigkeit geschützten Zone befindet, kann auf den Stopfen 12 oder jegliches andere gleichwertige Verschlußelement verzichtet werden.In the case of a steering, which is to be carried out in a particularly economical manner and at the end of the pinion tail 7 located in a moisture-proof zone, can on the plug 12 or any other equivalent closure element is dispensed with.

Der Schutzbereich der Erfindung gemäß der Definition in den beigefügten Ansprüchen wird darüber hinaus auch dann nicht verlassen,

  • – wenn anstelle des axialen Sackloches 9 eine axiale Bohrung vorgesehen wird, die stellenweise das Lenkungsritzel 6 und das Ritzel-Endstück 7 durchsetzt, so daß der radiale Durchbruch 10 nicht erforderlich ist;
  • – wenn der Stopfen 12 mit einem jeglichen gleichwertigen Verschlußelement, wie etwa einem Plättchen oder einer Membran aus einem geeigneten, d.h. luftdurchlässigen, aber wasserabweisenden Material ersetzt wird, das bzw. die durch jegliche Einrichtungen festgehalten sein kann; oder
  • – wenn die gleiche "atmungsfähige" Vorrichtung für eine Zahnstangenlenkung eines jeglichen Typs vorgesehen wird, bei der es sich sowohl um eine manuelle Lenkung als auch eine Servolenkung handeln kann.
Moreover, the scope of protection of the invention as defined in the appended claims will not be waived,
  • - if instead of the axial blind hole 9 an axial bore is provided, in places, the steering pinion 6 and the pinion tail 7 interspersed, so that the radial breakthrough 10 is not required;
  • - if the stopper 12 is replaced with any equivalent closure element, such as a wafer or membrane, of a suitable, ie air-permeable, but water-repellent material which may be retained by any means; or
  • If the same "breathable" device is provided for a rack and pinion steering system of any type, which may be both manual steering and power steering.

Claims (7)

Zahnstangenlenkung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Lenkungsritzel (6), das mit der Zahnstange (3) in Eingriff steht, und einem Ritzel-Endstück (7), welches das Ritzel (6) nach außen hin verlängert, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Verbindungsleitung (9, 10) derart in dem Lenkungsritzel (6) und/oder in dem das Ritzel (6) verlängernden Ritzel-Endstück (7) vorgesehen ist, daß eine Verbindung geschaffen wird, welche eine Zirkulation von Luft zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Lenkung ermöglicht.Rack and pinion steering for a motor vehicle, with a steering pinion ( 6 ) with the rack ( 3 ) and a pinion end piece ( 7 ), which the pinion ( 6 ) extended to the outside, characterized in that at least one connecting line ( 9 . 10 ) in the steering pinion ( 6 ) and / or in which the pinion ( 6 ) Extending Pinion Tail ( 7 ) is provided that a connection is provided which allows a circulation of air between the inside and the outside of the steering. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (9) im wesentlichen entlang der Achse (A) des Lenkungsritzels (6) vorgesehen ist, wobei diese axiale Leitung (9) am äußeren Ende des Ritzel-Endstücks (7) mündet und des weiteren über mindestens einen radialen Durchbruch (10) im Inneren der Lenkung mündet.Rack and pinion steering system according to claim 1, characterized in that the connecting line ( 9 ) substantially along the axis (A) of the steering pinion ( 6 ), this axial line ( 9 ) at the outer end of the pinion end piece ( 7 ) and further via at least one radial breakthrough ( 10 ) opens inside the steering. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (9) entlang der Achse (A) des Lenkungsritzels (6) vorgesehen ist und die aus dem Lenkungsritzel (6) und dem Ritzel-Endstück (7) gebildete Einheit teilweise durchsetzt.Rack and pinion steering system according to claim 1, characterized in that the connecting line ( 9 ) along the axis (A) of the steering pinion ( 6 ) is provided and from the steering pinion ( 6 ) and the pinion end piece ( 7 ) formed unit partially interspersed. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (9, 10) an der Außenseite am äußeren Ende des Ritzel-Endstücks (7) frei mündet.Rack and pinion steering system according to claim 2 or 3, characterized in that the connecting line ( 9 . 10 ) on the outside at the outer end of the pinion end piece ( 7 ) opens freely. Zahnstangenlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Lenkungsritzel (6) und/oder in dem Ritzel-Endstück (7) vorgesehene Verbindungsleitung (9, 10) ein Verschlußelement (12) aufnimmt, das zumindest teilweise aus einem luftdurchlässigen, aber wasserabweisenden Material hergestellt ist.Rack and pinion steering system according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the steering pinion ( 6 ) and / or in the pinion end piece ( 7 ) provided connection line ( 9 . 10 ) a closure element ( 12 ), which is at least partially made of an air-permeable but water-repellent material. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (12) in Form eines Plättchens oder eines Stopfens aus einem luftdurchlässigen, aber wasserabweisenden porösen Material hergestellt ist.Rack and pinion steering system according to claim 5, characterized in that the closure element ( 12 ) in the form of a plate or a plug made of an air-permeable, but water-repellent porous material. Zahnstangenlenkung gemäß einer Kombination der Ansprüche 2 und 6 oder 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Plättchen oder der Stopfen (12) aus einem porösen Material in einer Verbreiterung (11) der Verbindungsleitung (9) vorgesehen ist, welche auf der Höhe der Mündung der Leitung (9) am äußeren Ende des Ritzel-Endstücks (7) vorgesehen ist.Rack and pinion steering according to a combination of claims 2 and 6 or 3 and 6, characterized in that the plate or plug ( 12 ) of a porous material in a widening ( 11 ) of the connecting line ( 9 ) is provided, which at the height of the mouth of the line ( 9 ) at the outer end of the pinion end piece ( 7 ) is provided.
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